Astronomia
Semestre 2018.1
Professor: Vasco Neves
Encontros: Segundas das 13h20 às 15h20, Quartas das 13h20 às 15h20 e Sextas das 16h40 às 17h40
Atendimento: Segundas às 19h00
Carga horária: 90 horas
Ementa
Escalas do Universo. Constelações. Coordenadas astronômicas, esfera celeste e movimento aparente dos astros. Estrelas e evolução estelar. Galáxias e cosmologia. Sistema solar e planetas. Ciclos Terrestres. Sistema Terra-Sol-Lua e fenômenos relacionados: fases da lua, estações do ano, marés e eclipses. Instrumentos de medidas e de observações astronômicas. Observações astronômicas a vista desarmada e com uso de telescópios e outros instrumentos.
Bibliografia Básica
- OLIVEIRA, Kepler de; FATIMA, Maria de. Astronomia e Astrofísica. 3a ed. SP: Saraiva, 2014.
- FRIAÇA, A.C.S,: DAL PINO, E. : SODRÉ Jr, L. Astronomia – Uma Visão Geral do Universo. 2a Edição. São Paulo: EDUSP, 2008.
- HORVATH, O.T. ABC da Astronomia e Astrofísica. 2a Edição. São Paulo: Livraria da Física, 2011.
- VIEGAS, S. M. M.; OLIVEIRA, F. Descobrindo o Universo. Edusp, 2004.
- HORVATH, J.; LUGONES, G.; PORTO, M.; SCARANO, S.; TEIXEIRA, R. C. Cosmologia Física: do micro ao macro cosmos e vice-versa. 2a ed. SP: Ed. Livraria da Física, 2011.
Bibliografia Complementar
- CHERMAN, Alexandre; VIEIRA, Fernando. O tempo que o tempo tem. SP: Zahar, 2008.
- COUPER, Heather; HENBEST, Nigel. A História da Astronomia. Larousse, 2009.
- MARAN, S. P. Astronomia para leigos. Rio de Janeiro: Alta books, 2011.
- MOURÃO, Ronaldo Rogério de Freitas. Copérnico: Pioneiro da Revolução Astronômica. Odysseus, 2004.
- MOURÃO, Ronaldo Rogério de Freitas. Kepler: A descoberta das Leis do Movimento Planetário. 2a ed. Odysseus, 2008.
- MOURÃO, Ronaldo Rogério de Freitas. O Livro de Ouro do Universo. Rio de Janeiro: Ediouro 2011.
- SILVA, Adriana Válio Roque. Nossa Estrela: O Sol (Coleção Temas Atuais de Física / SBF). Editora Livraria da Física, 2006.
- SOBEL, Dava. Longitude. Companhia de bolso, 2008.
- LÉPINE, Jacques. Via Láctea. Edusp, 2008.
- MENDES, Carla C.A. As Estrelas: Uma viagem pela Estrutura do Átomo. São Paulo: Editora Livraria da Física, 2011.
Materiais de Apoio
Livro Astronomia & Astrofísica - Kepler Filho & Maria Saraiva
Provas
1ª Prova -
2ª Prova -
3ª Prova/Exame -
Diários de aula
1º Encontro 07/02
Apresentação da disciplina, o seu conteúdo programático e os componentes da avaliação da disciplina.
2º Encontro 09/02 (1h)
Introdução às potências de base 10 e as escalas do Universo. Visualização do filme Viagem Cósmica.
3º Encontro 16/02 (1h)
Continuação da aula anterior. Introdução ao céu noturno: A Via Láctea, as estrelas e os planetas. Introdução ao programa Stellarium.
4º Encontro 19/02
Continuação da aula anterior. Conceitos básicos em Astronomia: os ângulos e suas unidades, as distâncias angulares e as distâncias lineares. As unidades de distância astronômicas: a UA, o ano-luz e o parsec. A astronomia posicional e as antigas civilizações. As constelações.
5º Encontro 21/02
O movimento do céu durante a noite e em noites diferentes. A orientação geográfica a partir do céu. A esfera celeste. O céu em diferentes latitudes. As coordenadas da esfera celeste: a ascenção reta e a declinação.
6º Encontro 23/02 (1h)
As estações do ano e a inclinação do eixo da Terra. A eclíptica. Os equinócios e os solstícios.
7º Encontro 26/02
A lua e o movimento de precessão da Terra. A astronomia posicional e o tempo. Os meridianos, o dia solar aparente e o dia solar médio. Os fusos horários. O dia sideral.
8º Encontro 28/02
O calendário Juliano e Gregoriano. As fases da Lua. Exercícios.
9º Encontro 02/03 (1h)
As faces da Lua. O mês sinôdico e o mês sideral. O eclipse lunar e solar.
10º Encontro 05/03
Os eclipses solares. As medições astronômicas na antiguidade: a forma da Lua e da Terra, o raio da Terra, a distância à Lua e ao Sol.
11º Encontro 07/03
As medições astronômicas na antiguidade: o tamanho relativo da Lua, da Terra e do Sol. Os modelos geocêntricos da antiguidade e os primeiros modelos heliocêntricos. O modelo heliocêntrico de Copérnico. As observações de Tycho Brahe. O astrolábio e o quadrante. Johannes Kepler e as órbitas dos planetas. As 3 leis de Kepler. Exercícios.
12º Encontro 09/03 (1h)
Continuação da aula anterior. As descobertas de Galileu Galilei. Exercícios.
13º Encontro 12/03
A lei da gravitação de Isaac Newton. As forças de maré. A natureza da luz: introdução. A emissão do corpo negro.
14º Encontro 14/03
Continuação da aula anterior. A lei de Wien e de Stefan-Boltzmann. A natureza dual da luz. As linhas espectrais e os elementos químicos. Os espectros de emissão e absorção. Os modelos atômicos: Rutherford e Bohr. O efeito Doppler.
15º Encontro 16/03 (1h)
A óptica e os telescópios: introdução e revisão. O poder de captação de luz e a ampliação. Os telescópios refratores e refletores. Os grandes refletores. A distorção atmosférica e o limite de resolução. A óptica ativa e adaptativa. Exercícios.
16º Encontro 19/03
Revisões da matéria dada e resolução de exercícios.
17º Encontro 21/03
Primeira prova da disciplina.
18º Encontro 23/03 (1h)
As imagens astronômicas. Os espectrógrafos. Os radio-telescópios. Os telescópios espaciais. A astronomia no infravermelho.
19º Encontro 26/03
A astronomia no UV. O Hubble e o JWST. A astronomia nos raios-X e raios Gama. Exercícios.
20º Encontro 28/03
A interferometria. Planetologia I: o nosso sistema solar. Os tipos de planetas. As luas no sistema solar. A espectroscopia e a composição dos planetas. A temperatura dos planetas.
21º Encontro 02/04
A velocidade de escape dos gases e a velocidade de escape de um planeta. Os asteroides, os OTNs e os cometas. As crateras. Exercícios.
22º Encontro 04/04
Continuação da aula anterior. O campo magnético. Planetologia II: A origem do nosso sistema solar. As abundâncias cósmicas. A radio datação e a idade do sistema solar. O modelo de maré e o modelo nebular. A contração de Kelvin-Helmholtz. Exercícios.
23º Encontro 06/04 (1h)
O critério de Jeans. Exercícios.
24º Encontro 09/04
Continuação da aula anterior. A formação do disco protoplanetário e dos planetas. Os meteoritos. Os modelos de formação e evolução do sistema solar. Os planetas extrassolares. As técnicas de deteção de planetas: as velocidades radiais, os trânsitos, a imagem direta, a microlente gravitacional. Exercícios.
25º Encontro 11/04
Continuação da aula anterior. A astrometria. A evolução da deteção dos planetas ao longo do tempo. Os tipos de planetas. O Sol: características gerais. A contração de Kelvin-Helmholtz. A equivalência de massa energia e a fusão nuclear. O equilíbrio hidrostático no Sol. O transporte de energia no Sol. O caminho do fóton no Sol. A heliosismologia. Exercícios.
26º Encontro 13/04 (1h)
As regiões no interior do Sol. A atmosfera do Sol. A fotosfera, a cromosfera e a coroa. As manchas solares.
27º Encontro 16/04
O modelo magnético do dínamo. A reconexão magnética no Sol. As estruturas devidas ao campo magnético no Sol ativo e no Sol inativo. A natureza das estrelas: introdução. A paralaxe e a distância às estrelas. O movimento próprio, a velocidade radial e tangencial das estrelas. A lei do quadrado inverso. A luminosidade e o brilho de uma estrela. Exercícios.
28º Encontro 18/04
A escala de magnitudes. A relação entre magnitude e magnitude absoluta. A cor das estrelas e sua temperatura. O espectro das estrelas, sua temperatura e composição. A classificação das estrelas e suas classes e tipos espectrais. Exercícios.
29º Encontro 23/04
O tamanho das estrelas. O diagrama HR. A classe espectral. As estrelas duplas e as estrelas binárias. A massa das estrelas. As binárias visuais, espectroscópicas e eclipsantes. Exercícios.
30º Encontro 25/04
Conselho de classe. Não houve aula.
31º Encontro 27/04 (1h)
A evolução estelar na sequência principal. O tempo de vida na sequência principal. Exercícios.
32º Encontro 02/05
Exercícios de preparação para a segunda prova da disciplina
33º Encontro 04/05 (1h)
Continuação da aula anterior.
34º Encontro 07/05
Continuação da aula anterior.
35º Encontro 09/05
Segunda prova da disciplina.
36º Encontro 11/05 (2h)
A evolução das estrelas na sequência principal. A evolução estelar após a sequência principal. As gigantes vermelhas e o processo alfa triplo. A pressão dos eléctrons degenerados. Os aglomerados estelares. Exercícios.
37º Encontro 21/05
Os dois tipos de populações estelares. A pulsação das estrelas: as Variáveis de Longo Período, as Cefeidas e as RR Lyrae. Os sistemas binários. Exercícios.
38º Encontro 23/05
A morte de estrelas de baixa massa e de massa solar. A fase AGB, o ramo horizontal e as nebulosas planetárias. As anãs brancas. O limite de Chandrasekhar. Recapitulação da evolução estelar de estrelas de massa solar. Exercícios.
39º Encontro 25/05 (1h)
Resolução de exercícios.
40º Encontro 04/06
A evolução das estrelas com massa superior a 4 massas solares. As estrelas supergigantes. A fusão nuclear do Carbono ao Silício. Os diferentes tipos de supernova.
41º Encontro 06/06
Correção da 2ª prova de avaliação escrita. As estrelas de nêutrons. Os pulsares.
42º Encontro 08/06
O raio dos pulsares. O interior das estrelas de nêutrons. Os pulsares de millisegundo e os sistemas binários com estrelas de nêutrons.
43º Encontro 11/06
As novas. Os emissores intensos de raios-X. Os buracos negros. Panorama da relatividade restrita e relatividade geral. Os sistemas binários com buracos negros. Os diferentes tipos de buracos negros. O raio de Schwarzschild. Os buracos negros sem rotação e com rotação. A evaporação dos buracos negros.
44º Encontro 13/06
A Via Láctea: as primeiras descobertas. O tamanho da via láctea e a posição relativa do Sol. As emissões de 21 cm do Hidrogênio neutro e a estrutura da Galáxia. A formação dos braços em espiral. O período do Sol. A curva de rotação da Galáxia e a presença de matéria escura. Os modelos de formação dos braços em espiral.
45º Encontro 15/06
A teoria de formação estelar auto-propagada. A região interna da Galáxia e o buraco negro supermassivo no centro da Galáxia. Exercícios.
46º Encontro 16/06 (reposição de 2ª)
Resolução de exercícios.
47º Encontro 18/06
As Galáxias: introdução e contextualização histórica. O debate Shapley-Curtis. As descobertas de Hubble. As Galáxias e a sua aparẽncia. As Galáxias espirais, lenticulares e elípticas. O diagrama de Hubble. A determinação das distâncias às Galáxias. A Lei de Hubble. Exercícios.
48º Encontro 20/06
Os Aglomerados e superaglomerados de Galáxias. A matéria escura e as curvas de rotação das Galáxias. A formação e evolução das Galáxias. Exercícios.
